LES ANIMAUX

Lorsque les vibrations éthérées dont le centre est un corps progressivement chauffé arrivent à se succéder avec une rapidité telle que leur longueur d'onde est d'environ huit cents millionièmes de millimètre, elles deviennent susceptibles, si elles entrent en rapport avec notre rétine, d'impressionner celle-ci, et cette impression transmise à l'encéphale donne lieu à une sensation que nous appelons lumineuse. Si les vibrations deviennent de plus en plus rapides, nous les percevons avec une netteté et une acuité d'abord de plus en plus grande : le maximum a lieu quand la longueur d'onde atteint environ six cents millionièmes ; • puis , l'intensité de l'impression qu'elles exercent va en diminuant, et, aux environs de trois cents millionièmes de millimètre, elles paraissent cesser de pouvoir mettre en action soit la rétine, soit le cerveau.

La question peut être présentée sous une forme plus connue. Lorsque les charbons de la lampe électrique sont portés à une très haute température, ils deviennent incandescents, lumineux; ils émettent alors des rayons dont la longueur d'onde est très différente, mais qui cheminent ensemble. Les disperse-t-on par l'emploi d'un prisme, ils s'étalent en une longue bande à laquelle on a donné le nom de spectre. Or, comme chacun le sait, il y a dans ce spectre trois régions successives, que l'on désigne sous les noms de région ou spectre calorifique, lumineux et chimique. Sans insister, plus que je n'ai le droit de le faire, sur

ce qui appartient au domaine de la physique, il faut bien que je relève ces expressions, qui ont introduit dans l'esprit de beaucoup de personnes les idées les plus fausses ; on se figure assez volontiers, par exemple, que les rayons chimiques du spectre sont les seuls qui puissent opérer les transformations chimiques qui sont sous rinfluence de la lumière, tandis que cette expression veut simplement dire : rayons dont on n'a pu constater la présence qu'en leur faisant opérer certaines transformations chimiques.

Ces erreurs sont plus importantes pour nous en ce qui concerne les rayons dits lumineux. Il ne manque pas de gens qui croient que les rayons, que nous voyons dans le spectre, ont une propriété de luminosité particulière, qui les différencie complètement des autres; mais les physiciens sont aujourd'hui unanimes pour repousser cette manière de voir. Ces rayons ou, pour parler plus exactement, ces ondulations ne diffèrent de celles qui les précédent ou les suivent que par une vitesse, et, conséquemment, par une force vive différente. Si, pour les unes, cette force vive est capable à un plus haut degré de donner naissance, par exemple, au courant d'une pile thermo-électrique, ou encore d'impressionner les terminaisons de nos nerfs cutanés, de produire, comme on dit, de la chaleur; si, pour les autres, elle est capable à un plus haut degré de modifier certains équilibres moléculaires, de décomposer, par exemple, le chlorure d'argent, d'exciter chez les animaux, comme je l'ai montré par des expériences encore inédites, la formation du pigment cutané; si, enfin, pour toute une série intermédiaire, elle peut, par voie physique (transformation en chaleur, en électricité, etc.) ou par voie chimique, ébranler notre rétine, et donner naissance aux diverses sensations lumineuses, ces effets si différents sont en rapport non avec une forme d'onde ou une périodicité différente, mais simplement avec une durée différente des vibrations éthérées. Le fait d'être lumineux dépend donc bien moins de la nature du rayon agissant que de la nature de la rétine réagissante, et surtout que de la région centrale du système nerveux à laquelle se trouve transmis l'ébranlement rétinien. Faites tomber sur l'extrémité de nos nerfs cutanés un ensemble suffisant de rayons pris dans la région visible du spectre, là où les vitesses sont les moindres, dans le rouge, en un mot, et vous n'éprouverez, quelque intensité que vous donniez à votre

source lumineuse, qu'une sensation de chaleur; sur la rétine, au contraire, la sensation, d'ordre spécial, sera dite lumineuse. Or, les rayons sont les mêmes; qu'y a-t-il donc de changé?

Il y a de changé la terminaison nerveuse d'abord. Aucun fait ne prouve qu'un rayon lumineux amené sur la surface de section d'un nerf optique produirait une sensation lumineuse. Au moins, lorsque ce rayon tombe sur la continuité même des fibres nerveuses (comme dans la papille du nerf optique), il paraît à peu près inactif. Non que l'ébranlement du nerf optique ne soit suffisant; tous les faits de lumière subjective, et notamment les phosphènes par pression, sont là pour le prouver. Mais il est fort possible que la force vive si minime des rayons lumineux ait besoin, pour donner naissance à un ébranlement du nerf, d'un lieu spécial où puissent, grâce à de délicates dispositions, s'opérer des transformations auxquelles je faisais allusion tout à l'heure. Je signale ici en passant ce sujet d'expériences curieuses et difficiles.

Il y a de changé ensuite la nature du centre nerveux. En admettant, et cela est fort probable, que l'ébranlement du nerf optique est identique en nature avec celui d'un nerf de sensibilité quelconque, il est certain que ces ébranlements ne se différencient, quant aux notions qu'ils nous apportent, que par le lieu des centres nerveux où ils se rendent. En d'autres termes, la loi des énergies spécifiques de J. Mùller doit être transportée des conducteurs nerveux aux centres nerveux eux-mêmes.

Ou, pour parler plus clairement, les nerfs sont des conducteurs indifférents, capables de transmettre toutes les excitations qui parviennent à les ébranler; mais, suivant le centre impressionné, nous avons telle ou telle sensation. Si, par exemple, la section du nerf optique donne une sensation lumineuse, ce n'est pas en vertu d'une propriété spéciale du nerf, mais bien à cause de la région des centres nerveux auquel il aboutit.

Il nous est donc parfaitement permis de penser que cette relation qui existe entre les vibrations de certaines longueurs d'onde et notre appareil rétinien, n'existe pas chez tous les animaux. Il est fort possible, en effet, j'ose même dire qu'il est très vraisemblable, à priori, que certains rayons, capables d'impressionner notre œil, ne puissent pas impressionner l'œil d'autres animaux, surtout si ces animaux sont fort éloignés de nous et par leur constitution anato-

mique générale et par la structure de leur œil. Il est très vraisemblable, en outre, que certains rayons, que nous ne percevons pas à rétat lumineux, puissent parfaitement être perçus par d'autres animaux. En un mot, il se peut que certains animaux ne voient pas les rayons du spectre que nous voyons, et en voient d'autres que nous ne voyons pas.

Je laisse, pour le moment, de côté ce qui a rapport aux limites exactes de retendue que nous pouvons voir dans le spectre, limites qui ont été si extraordinairement reculées du côté du violet par les expériences toutes récentes de M. Mascart, et je veux rendre compte à la Société d'expériences entreprises pour résoudre la question ci-dessus énoncée, question qui présente un grand intérêt, non seulement au point de vue de la philosophie naturelle, mais spécialement au point de vue de la physiologie humaine.

J'ai pensé à utiliser, pour faciliter l'expérience, le phénomène si remarquable de venir à la lumière^ que présentent beaucoup d'animaux, et surtout d'animaux aquatiques. Ne pouvant songer à passer en revue tous les types du règne animal , j'ai voulu m'adresser à des animaux aussi différents que possible de nous par la constitution générale de leur corps, et dont Tœil fût, quant à sa structure, aussi différent que possible du nôtre.

Il fallait, en outre, que ces animaux eussent des mouvements rapides, afin qu'on fût clairement averti de l'influence qu'exerçait sur eux la lumière.

J'ai fait choix de petits animaux extrêmement communs dans nos eaux douces, les Daphnies puces, petits crustacés presque microscopiques de l'ordre des Cyclopes. L'œil unique et médian de ces animaux appartient au type des yeux composés lisses ( Milne- Edwards); il est constitué par un ensemble de cônes (cristallins?), placés derrière une cornée commune, laquelle ne présente pas les facettes des yeux des articulés supérieurs. Ces petits animaux recherchent beaucoup la lumière, et se précipitent vers elle avec une activité des plus curieuses.

J'en plaçai un grand nombre dans un vase de verre bien noirci, et où la lumière ne pouvait pénétrer que par une fente étroite. Puis, je les soumis, avec l'assistance de M. Bourbouze, préparateur de physique à la Faculté, à l'action des divers rayons du spectre de la lumière électrique.

Mes Daphnies erraient, dispersées d'une manière à peu près égale dans toute Fétendue du vase obscur, lorsque, soudain, je fis tomber sur la fente un rayon coloré, un rayon vert. Aussitôt, elles s'agitèrent, se groupèrent toutes dans la direction de la traînée lumineuse, et un très grand nombre s'en vint se heurter, montant et descendant sans relâche, contre la paroi qui recevait la lumière. Un écran étant alors interposé, elles se dispersèrent à nouveau. Or, un semblable résultat fut obtenu pour toutes les régions du spectre visible. Le rouge, le jaune, le bleu, le violet même, attiraient les Daphnies. Seulement, il fut facile de remarquer qu'elles accouraient beaucoup plus rapidement au jaune ou au vert qu'à toute autre couleur, et que même, si à ces rayons on faisait succéder immédiatement, les rayons violets, un certain nombre des animaux s'éloignaient momentanément de la fente lumineuse; je reviendrai plus loin sur l'importance de ces faits.

Mais voici un premier point établi : les Daphnies voient tous les rayons lumineux que nous voyons nous-mêmes.

Passons au second point. Au lieu de faire tomber sur la fente l'extrémité éclairée en rouge du spectre, allons un peu au-delà, et amenons cette région invisible où, précisément, la pile thermoélectrique nous donnerait le maximum de chaleur. (Je dois dire ici, et les physiciens comprendront l'importance de cette remarque, que notre prisme disperseur était un excellent prisme en flintglass.) Pour nous, la fente est dans l'obscurité; sera-t-elle lumineuse pour les Daphnies? Non, aucune ne se dérange, et elles se répandent indifféremment dans toute l'étendue du vase. Mais si je fais un peu tourner le prisme, si j'amène sur le bord de la fente une mince ligne colorée, aussitôt le spectacle change, elles s'empressent toutes, grattent la paroi, et se disputent l'étroit espace par où pénètre la lumière. Je détourne un peu celle-ci, aussitôt chaque animal reprend son allure indifférente. Enfin l'ultra-violet me donne les mêmes résultats, mais non avec la même netteté, et cela se comprend, puisque la visibilité du spectre ne cesse pas brusquement du côté du violet comme elle le fait du côté du rouge, mais se dégrade et diminue insensiblement.

Yoici donc un second point établi : les Daphnies ne voient aucun des rayons lumineux que nous ne voyons pas nous-mêmes.

Ainsi, ce que je considérais comme très possible, comme très

vraisemblable même à priori, ne s est pas confirmé. Les limites de visibilité du spectre sont les mêmes, sensiblement, pour ces animaux et pour nous. Or, en tenant compte des différences plus haut signalées touchant la structure de Fœil et le type zoologique, nous en arrivons, en renonçant à notre proposition primitive, et généralisant les résultats obtenus chez les Daphnies, à dire :

Nous devons admettre, jusqu'à preuve contraire, que tous les animaux voient les rayons lumineux que nous voyons nous-mêmes, qu'ils n'en voient pas d'autres, où, pour mieux dire, qu'il n'y a de lumineux, pour les animaux, que ceux que nous appelons ainsi.

Voilà pour la philosophie naturelle ; mais quel parti tireronsnous de ces expériences au point de vue de la physiologie humaine? Et d'abord, pourquoi ne voyons-nous pas certains rayons du spectre? Ce peut être pour trois raisons : 1° parce que ces rayons sont réellement invisibles, c'est à dire incapables d'ébranler notre rétine; 2° parce que, dans le spectre, leur intensité est trop faible, et qu'il en est deux comme de la lumière blanche par trop atténuée; 3° parce qu'ils sont interceptés par les milieux réfringents de notre œil, ce qui nous ramène à la seconde raison.

Pour les rayons ultra-violets, la question d'intensité domine; en augmentant celle-ci, nous pouvons arriver à voir jusqu'à des vibrations dont la longueur d'onde n'est que de deux cent vingt millionièmes de millimètre (Mascart). Je ferai cependant observer que cette visibilité n'est peut-être possible qu'à cause de la fluorescence considérable des milieux de l'œil, qui allonge les ondes lumineuses; dans tous les cas, il est à remarquer qu'aucune sensation colorée nouvelle n'a ainsi été obtenue.

Quant aux rayons ultra-rouges, il est probable qu'ils sont réellement invisibles, et qu'au-delà d'une longueur d'environ huit cent dix millionièmes de millimètre (Helmholtz), les ondes éthérées sont incapables d'exciter notre rétine. Il est bien vrai que les milieux transparents de l'œil en interceptent la plus grande partie; mais il résulte des expériences de Franz (^) qu'une très notable proportion les traverse encore, et cependant notre rétine ne nous en avertit pas. Il est à désirer, cependant, qu'on dispose des expériences

(*) Ueher die Dialhermasie der Medien des Auges ( Poggendorfî's Ann. yo]. W 5, p. 1862).

spéciales dans le but d'augmenter considérablement l'intensité de la source des rayons ultra-rouges, et de voir alors si notre œil en percevra l'existence.

Mais à défaut de ces expériences directes, nos recherches sur les Daphnies fournissent à l'étude de cette question un appoint qui n'est pas à négliger; car, puisque les limites de visibilité semblent être les mêmes pour nous et pour des animaux dont Fœil sans liquides est si différent du nôtre, ne trouvons-nous pas là une raison de plus pour supposer que le rôle des milieux de l'œil est tout à fait secondaire, et que la visibilité tient à l'impressionnabilité de l'appareil nerveux lui-même?

Nous en arrivons donc à établir un rapport constant et très remarquable entre une certaine région du spectre et la matière nerveuse; entre la force vive de certains rayons, et l'impressionnabilité de cette matière, d'où résulte la transmission, la sensation, la perception, autant de manières d'être de cette force vive. Mais, avant d'en arriver à cette formule générale, reprenons les expériences avec nos Daphnies; elles ne nous ont pas tout donné.

Je disais tout à l'heure que les rayons jaunes attiraient beaucoup plus vite les Daphnies que ne font les rayons bleus ou violets. Le docteur Krishaber, qui assistait à ces expériences, me donna l'idée de faire tomber le spectre tout entier sur un vase à glaces parallèles, afin de mieux voir comment mes animaux se comporteraient en présence des divers rayons. Je pris donc une cuve dont la longueur avait environ deux fois la longueur du spectre au lieu où elle l'interceptait; le spectre tombait au milieu de la cuve, dont les deux extrémités se trouvaient ainsi dans l'obscurité.

Or, les Daphnies qui peuplaient l'eau de la cuve ne tardèrent pas à se grouper d'une manière extrêmement curieuse. L'immense majorité se plaça dans le jaune, le vert, l'orangé; c'était une agitation, un grouillement extraordinaires. Une assez grande quantité se voyaient encore dans le rouge, un certain nombre dans le bleu, quelques-unes, de plus en plus rares, à mesure qu'on s'éloignait, dans les régions plus réfrangibles du violet et de l'ultra-violet; au-delà du rouge, au-delà de l'ultra-violet, dans les régions invisibles, en un mot, on n'en trouvait que d'isolées, en promenade accidentelle. En un mot, la région la plus lumineuse du spectre, était, pour ces Daphnies, la même que pour nous. Ces animaux se

comportaient comme l'auraient fait une masse d'hommes qui, éclairés par un spectre immense, et voulant lire un livre, par exemple, s'approcheraient tous du jaune et s'éloigneraient du violet.

L'appréciation si diverse de l'intensité des diverses couleurs, question qui préoccupe tant les physiologistes et les physiciens, n'est donc pas particulière à notre espèce ni en rapport avec une propriété particulière des milieux réfringents de notre œil ou une structure particulière de notre rétine elle-même. Elle est générale, elle est la même chez les êtres les plus différemment constitués; elle est, par suite, probablement la même chez tous les animaux.

Ainsi donc ce sont, chez tous les animaux, les rayons d'une même force vive qui occasionnent la sensation lumineuse maximum; ces rayons correspondent à la région orangé-jaune-vert du spectre; le pouvoir éclairant, bien connu de cette région, agit donc sensiblement avec la même intensité relative chez tous les animaux.

La méthode d'expériences que j'ai employée, prête, je le sais, à des objections sérieuses. En effet, j'ai pris des animaux aquatiques, et mes observations ont été faites dans Feau. Or, l'eau intercepte, comme on le sait, la plus grande partie des rayons calorifiques obscurs; le verre lui-même les arrête en assez forte proportion. Je pourrais répondre que mes vases étaient en verre mince et que mes animaux se tenaient, dans certains cas, si près de la paroi, que la couche d'eau que la lumière avait à traverser était presque nulle. Mais je préfère déclarer que je tenterai de reproduire ces expériences, dans une campagne prochaine, en me mettant à l'abri de ces causes d'erreur.

Je renoncerai donc aux animaux aquatiques, et choisirai certains insectes aériens; j'espère que l'étude de divers animaux qui fuient la lumière avec presque autant d'ardeur que les Daphnies la cherchent, me fournira des résultats intéressants, et dont je m'empresserai de faire part à la Société.

Quoi qu'il en soit, les faits que j'ai ci-dessus rapportés peuvent être résumés dans les formules suivantes, que j'énonce seulement sous la réserve des observations précédentes :

A. — Tous les animaux voient les rayons spectraux que nous voyons.

B. — Ils ne voient aucun de ceux que nous ne voyons pas.

C. — Dans Tétendue de la région visible, les différences dans le pouvoir éclairant des différents rayons colorés sont les mêmes pour eux et pour nous.

En d'autres termes, il existe entre la force vive de certaines vibrations éthérées, d'une part, et, d'autre part, la constitution de la matière nerveuse, envisagée soit dans certaines de ses terminaisons périphériques, soit dans certains centres nerveux, des rapports tels, que cette force vive puisse se transformer en impressions et donner naissance à des sensations et à des perceptions identiques pour chaque vibration prise en particulier.

Paris, février 1870.